《第3节 科学探究：变压器》课件_高中物理_选择性必修 第二册_鲁科版.pptxVIP

高中物理：变压器探究主讲人：

目录01变压器的基本概念02变压器的工作原理03变压器的类型04变压器的应用05科学探究方法

变压器的基本概念01

变压器定义变压器能够通过改变线圈的匝数比来调节输出电压，从而满足不同用电设备的需求。电压调节工具变压器是一种利用电磁感应原理，实现电能从一个电路向另一个电路转换的设备。能量转换设备

变压器的组成变压器的铁芯通常由硅钢片叠成，以减少涡流损耗，提高效率。铁芯材料初级线圈接收交流电输入，通过电磁感应原理将电能转换为磁能。初级线圈次级线圈输出交流电，根据变压器的变比，输出电压可高于或低于初级电压。次级线圈变压器内部使用绝缘材料确保线圈之间以及线圈与铁芯之间不会发生短路。绝缘材料

变压器的功能电流调节电压转换变压器能够将输入电压升高或降低，以满足不同电路的需求，如家用电器的电源适配器。通过变压器的线圈匝数比，可以调节输出电流的大小，保证电路的稳定运行。隔离作用变压器在传递能量的同时，可以实现输入和输出电路的电气隔离，提高安全性。

变压器的符号表示在电路图中，变压器通常用两个相对的线圈符号表示，中间用一条线连接，表示磁耦合。变压器的电路符号实际变压器符号会包含额外的元件，如电阻、电容符号，以表示线圈损耗和漏磁。实际变压器的符号理想变压器的符号表示中，两个线圈之间没有电阻损耗，且磁通量完全耦合。理想变压器的符号变压器符号中，通常会用点或星号标记来区分原边和副边的极性，指示电流方向。变压器的极性标变压器的工作原理02

电磁感应原理法拉第定律指出，变化的磁场会在导体中产生感应电动势，这是变压器工作的基础。法拉第电磁感应定律楞次定律描述了感应电流的方向，即感应电流产生的磁场总是试图抵抗引起电流的磁通量变化。楞次定律互感现象解释了两个电路之间通过磁场相互作用，当一个电路中的电流变化时，会在另一个电路中产生感应电流。互感现象

变压器的数学模型理想变压器模型忽略了损耗，假设磁通完全耦合，用于简化计算和理论分析。理想变压器模型01实际变压器等效电路考虑了漏感、电阻和磁芯损耗，更贴近真实变压器的性能。实际变压器等效电路02通过变压器的原副边线圈匝数比，可以计算出电压和电流的变比关系。变压器的变比计算03磁滞损耗和涡流损耗是变压器中磁芯和导线的非理想特性，影响效率和发热。磁滞损耗与涡流损耗04

能量转换过程变压器通过初级线圈的交流电产生变化的磁场，次级线圈感应出电压。电磁感应原理01变压器工作时，初级线圈的电流变化导致磁通量变化，进而产生次级线圈的感应电压。磁通量的变化02在变压器中，能量不会凭空产生或消失，初级线圈输入的能量等于次级线圈输出的能量加上损耗。能量守恒定律03

理想变压器与实际变压器理想变压器不考虑损耗，其输出电压与输入电压成正比，且无相位差。理想变压器的特性01实际变压器存在铜损、铁损和漏磁等现象，导致效率低于理想状态，输出电压有所下降。实际变压器的限制02

变压器的类型03

按用途分类用于高压输电系统，将电能从发电站传输到远距离的用户，如110kV或220kV变压器。电力传输变压器01安装在变电站，将高压电转换为适合家庭和企业使用的低压电，如10kV或35kV变压器。配电变压器02用于电子设备中，如电视机、电脑电源等，通常工作在低电压和小功率条件下。电子变压器03包括用于医疗设备、试验设备或特殊工业应用的定制变压器，如高频变压器、隔离变压器等。特殊用途变压器04

按结构分类铁芯变压器是常见的结构类型，利用铁芯材料来增强磁通量，提高能量转换效率。铁芯变压器空芯变压器没有铁芯，适用于高频应用，避免了铁芯的磁滞损耗和涡流损耗。空芯变压器

特殊变压器介绍脉冲变压器脉冲变压器用于产生高压脉冲，广泛应用于医疗设备和粒子加速器中。隔离变压器隔离变压器提供电气隔离，常用于保护敏感设备免受电压波动和浪涌的影响。自耦变压器自耦变压器的输出电压可调，适用于需要连续调节电压的场合，如灯光调光器。

变压器的应用04

家用电器中的应用电脑电源适配器内部使用变压器降低电压，确保电脑安全稳定运行。空调中的变压器用于转换电压，驱动压缩机和其他电子组件，保证空调正常工作。变压器在电脑电源中的应用变压器在空调系统中的应用

工业生产中的应用变压器在电力系统中用于升高电压以减少输电过程中的能量损失，保证远距离电力传输的效率。电力传输变压器为工业电机提供适当的电压和电流，确保电机稳定运行，驱动各种机械设备。工业电机驱动在电化学工业中，变压器用于电解过程，提供必要的电压和电流，以实现金属的提取和精炼。电化学工业变压器在电气设备测试中用于模拟不同的电压条件，确保设备在各种电压下的性能和安全性。电气设备测试

特殊环境下的应用变压器在深海探测器中应用，通过高压传输降低电流损耗，保证设备在深海中稳定工作。深海探测器供电